腾讯科技连夜对话数位著名天体物理学家 看他们如何点评今年诺奖

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腾讯科技 乔辉/文

北京时间10月8日17点50分,2019年诺贝尔物理学奖公布:一半授予James Peebles,以表彰他在物理宇宙学理论领域贡献;另一半授予Michel Mayor和Didier Queloz,以表彰他们在系外行星领域方面做出的卓越贡献。

腾讯科技连夜连线天体物理领域知名科学家,天体物理学家们普遍表示,Peebles在宇宙学方面做出了许多开创性的贡献,是先行的理论宇宙学家,他的工作为我们今天精确宇宙学时代的到来奠定了基础。Michel Mayor和Didier Queloz在恒星附近找到了大质量的行星,为我们思考行星系统的形成和演化提供了很重要的线索。下面来细细聆听一下他们具体是如何点评今年最重磅的物理学诺贝尔奖的。(注:排序按照采访顺序)。

陈学雷:国家天文台研究员 宇宙学方向

Peebles在宇宙学领域做出了许多开创性的工作,我觉得其中可能最重要的是他关于宇宙微波背景辐射和关于结构形成的研究。他不是最早的研究者,Gamow 和Alpher 可能更早,但宇宙大爆炸理论从一些初步的概念,逐渐发展为一整套系统的理论,Peebles在其中发挥了主要的作用。他对理论的研究不是单纯的数学推导,而是密切结合了对许多物理过程的分析,引入了很多思想和方法。

关于系外行星,他们在恒星附近找到了大质量的行星,这和太阳系有很大不同,太阳系中大质量行星如木星、土星等都离恒星相当远,这也是个相当意外的发现。当然后来发现了很多这样的系统,说明很多行星系统与太阳系并不相同,这也为我们思考行星系统的形成和演化提供了很重要的线索。

苟利军:国家天文台研究员 黑洞物理方向

刚刚教完课,还在回程路上,就被三位天文学家获得2019年物理学诺奖的消息包围。在天文学界,Peebles的名字是如雷贯耳,可以说是宇宙学领域内的先驱性人物。自从1970年以来,他被广泛认为是世界领先的理论宇宙学家。在这期间,他主要对原始核合成,暗物质,宇宙微波背景和结构形成等领域做出了理论贡献。之前笔者曾经在很多场合听到过众人谈论皮伯斯有望得奖的可能。俗话说,只要活得久就有可能,今年84岁的皮伯斯终于等到了。

韦浩:北京理工大学教授 宇宙学方向

宇宙学 2006, 2011, 2019 年三个诺贝尔奖,恰恰说明还有很多需要研究的,有巨大潜力。

王一:香港科技大学物理学系助理教授 宇宙学方向

Peebles对宇宙学的贡献十分广泛,以至让人一下子猜不到他获奖主要因为哪件工作。Peebles斯同 Dicke, Roll 和 Wilkinson 解释了宇宙微波背景辐射,其文章与 Penzias 和 Wilson 通过观测发现微波背景辐射 (1978年诺贝尔奖) 的文章在同一天发表.。他是冷暗物质的提出者之一,也是宇宙扰动理论的创始人之一。Peebles也有很多猜想,目前仍是实验搜寻的热门,例如动力学暗能量, 等曲率扰动等。皮布尔斯等人的工作,为我们今天精确宇宙学时代的到来奠定了基础。

苏萌:香港大学太空研究实验室执行主任

Peebles是宇宙学领域公认的泰斗式人物,贡献非常突出。他一直在最前沿的领域进行思考,试图寻找超出标准宇宙学模型的内容。他虽然80多岁了,但一直保持着孩童般的天性,充满好奇心,思考的都是一些大问题。

我们知道,宇宙早期的微小密度涨落会导致微波背景辐射的各向异性,这些密度涨落如何一点点成长为今天具有丰富多彩结构的大尺度宇宙?

Peebles就是建立起了理解宇宙结构起源的一个理论体系。有个这个理论体系,不但能够解释宇宙结构的演化,还能够推断宇宙中有大量看不见的冷暗物质,因此,他还是冷暗物质的重要奠基人。正如诺奖委员会提到的,他在理论上理解宇宙结构的形成有奠基性贡献。

Peebles把描述性的天文学变成一种定量的可靠的天文学,为人类打开了一扇定量研究宇宙的大门。他的理论还是研究星系的形成,恒星的形成的基础。

曾定方:北京工业大学 理论物理方向

Peebles和Dicke(可惜已于1997年去世)一道,在微波背景辐射刚被发现的时候就认识到,这是我们的现实宇宙起源于某种大爆炸事件的有力证据,并在后来宇宙大尺度结构的形成和演化、暗物质和暗能量图景的确立中都做出了重要贡献。由于他的贡献,宇宙学从一个高度猜测性的研究领域变成了一个依赖精密测量和定量计算的科学,他参与并见证了现代宇宙学发展的全过程,是他们那一代宇宙学家中最杰出的代表。他在教学上成就斐然,他的《物理宇宙学基础》影响非常广泛,几乎是所有宇宙学研究人员的入门必读书。我个人就从他的教科书尤其是写于2003年左右的一份关于暗能量模型的综述中获益匪浅。

蔡一夫:中国科学技术大学物理学院天文系教授

Peebles在他的一生中为我们理解这个波澜壮阔的宇宙做出了巨大贡献,尤其是宇宙微波背景辐射的先驱工作,以及宇宙大尺度结构的起源问题。并且,此前的几次有关宇宙学的诺奖都被授予了实验发现,这次应该是第一次理论宇宙学被如此重视与肯定,这是对自上世纪中叶以来日益发展成熟的热大爆炸宇宙学以及相关的宇宙学扰动理论为人类呈现的新的宇宙观的极大肯定。

王乔:国家天文台副研究员 数值宇宙学方向

我想宇宙学的一个难处就在于它涉及到的方面太广,无所不包。现在大爆炸、暗物质暗能量等等成了一门显学,也有很多方便的软件工具可以快速地给出宇宙方方面面的信息及可视化的展示,比如微波背景辐射的相关函数,比如物质的成团性等等。但当回顾这些知识的来源和基础的时候,用草稿纸而不是计算机去重复早期文献的时候,不免会惊叹于当时的理论家对数学的的驾驭,对精度细节的把握、系统丰富的物理理解和想象力。而Peebles正是重要的先驱之一。我猜很多人也是从他的《(宇宙)大尺度结构》开始学习的。可以说是物理宇宙学的教科书、理论家理想的样子。

林春山:华沙大学助理教授 引力与宇宙学方向

如果没有Peebles的工作,或许彭齐亚斯和威尔逊仍会以为他们接收到的背景信号是来自于雷达天线上没扫干净的鸟粪。另外,我的办公室里就有一本皮布尔斯写的宇宙学教材,不过这么些年几乎没翻开过它。

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